专业：__自动化________ 姓名：___陈园园_______ 学号：____30802297____ 地点：___理五A-206___ 城市学院实验报告 日期：周五下午第二节__
课程名称： 电力电子技术 指导老师：____唐益民______________ 成绩：实验名称： 直流斩波电路
Buck、Buck-Boost 开关电路实验 实验类型：__________________
同组学生姓名：_褚盼盼、周芳芳、林雅婷、鲁颖莹_________
4-1 BUCK电路实验 一、 实验目的
1、掌握Buck降压开关变换电路的工作原理及特点； 2、掌握Buck降压开关变换电路的调试方法。 二、实验线路及原理
实验线路如图3-14所示：
装 订 线
图3-14实验线路图
三、实验内容
1、主电路电感电流处于连续导通状态时，电路各工作点波形的研究测量； 2、主电路电感电流处于断续导通状态时，电路各工作点波形的研究测量；
3、主电路电感电流处于临界连续导通状态时，电路各工作点波形的研究测量； 4、研究频率变化对电路工作状态的影响； 5、研究负载变化对电路工作状态的影响；
6、研究主电路电感L的变化对电路工作状态的影响； 7、占空比K与输出电压UO之间的的函数关系测试； 8、输入滤波器的作用观测。 四、实验仪器与设备
1、DDS01电源控制屏；
2、DDS31“Buck、Buck—Boost”实验挂箱； 3、DT14“直流电压、电流表”实验挂箱； 4、示波器等。 五、实验方法
1、主电路电感电流处于连续导通状态时，电路各工作点波形的研究测量
打开DDS31掛箱右下角电源开关，断开Buck主电路单元S1电源开关。按表8接线：
表8
7 21 17 19 20 6 1 3 4 5 13 14 14 15
接线完毕，仔细核对无误，千万不要将线错接在Buck——Boost单元上。开启Buck单元S1电源开关，将频率开关S2拨向“通”，将RP1负载电位器调在中间适当位置。用示波器测量“8”和“11”RS3两端波形，此波形即电感电流iL波形。调节“PWM与驱动电路单元”RP2电位器，使电感电流波形处于连续导通状态后，测量uDS（5、7端）、uGS（6、7端）、 uD（9、10端）、uL (11、13端)并标注数值、iL（8、11端）、ie（7、8端）、iD（8、9端），记录它们的波形，注意它们之间的相位关系。
uDSuGS: uD:
uL: iL:ie:
iD:
2、主电路电感电流处于断续导通状态时，电路各工作点波形的研究测量
保持原接线，调节“PWM与驱动电路单元”RP2电位器，使电感电流iL波形处于断续导通状态后，测量uDS、uGS、uD、uL 、iL（标注数值）、ie、iD，记录它们的波形，注意它们之间的相位关系。
uDSuGS:uD:
uL:iL:ie:
iD:
3、主电路电感电流处于临界连续导通状态时，电路各工作点波形的研究测量
保持原接线，调节“PWM与驱动电路单元”RP2电位器，使电感电流iL波形处于临界连续导通状态后，测量uDS、uGS、uD、uL 、iL（标注数值）、ie、iD、记录它们的波形，注意它们之间的相位关系。
uDSuGS:uD:
uL: iL:ie:
iD:
4、研究频率变化对电路工作状态的影响
保持原接线，调节“PWM与驱动电路单元”RP2电位器，使电感电流iL波形处于临界连续导通状态，用示波器测量“17”、“18”两端输出波形的频率；再将频率开关S2拨向“断”，观察频率变化对电感电流iL的影响，并记录电感电流iL的变化（是连续导通还是断续导通状态）。推测uDS、uGS、uD、uL 、ie、iD和负载电压的变化。
S2开： S2断：
5、研究负载变化对电路工作状态的影响 保持原接线，再将频率开关S2拨向“通”，恢复电感电流iL波形处于临界连续导通状态，调节负载电位器RP1，从小到大，观察并记录电感电流iL的变化。观察并记录负载电压的变化。推测uDS、uGS、uD、uL 、ie、iD的变化。
RP1小： RP1大：
负载电压从小到大变化： 6、研究主电路电感L的变化对电路工作状态的影响
保持原接线，将RP1负载电位器调在中间适当位置，使电感电流波形处于临界连续导通状态后，将“11”端和“12”端连接在一起，观察并记录电感电流iL的变化；将“11”端和“12”端的连接断开，再将“12”端和“13”端连接，观察并记录电感电流iL的变化。推测uDS、uGS、uD、uL 、ie、iD和负载电压的变化。
iL变化--11接12： 12接13：
7、占空比K与输出电压UO之间的的函数关系测试 首先，用电压表测量输入电压Ud即“1”、“2”端，再用电压表接在“15”、“16”两端，监测输出电压U0，调节RP2，使占空比K从小到大，记录5～6组数据（其中30伏必测），并填入表9。
表9 K 0.21 0.28 28.81 8.1 0.41 27.61 11.4 0.58 27.02 15.6 0.68 26.58 18.2 0.86 25.79 22.2 Ud（V） 28.20 UO(V) 5.9
根据实验数据绘制UO～K曲线，并给出它们的函数表达式。 8、输入滤波器的作用观测
先用示波器接“2”端和“10”端，观察is的波形，或者用示波器接“1”和“2”端 观察输入电压的波形，并记录；然后断开“1”和“3”、“4”和“5”的连接，并将“1”端和“5”端连接。观察此时的is波形或者输入电压（“1”和“2”端）的波形，比较它们之间的区别。（我们组实验是以测1，2段电压为准）
起始： 1接5：
六、实验分析总结
1.实验过程中要调节Buck电路的工作状态，仔细观察电感电流iL 波形峰底转折点的状态，平滑转折为连续导通，每个周期间有一定的震荡波形间断为断续，在连续导通将变为断续的一刻既为临界导通状态。
2. 在研究频率变化对电路工作状态的影响时，改变频率的大小，uDS、uGS、uD、uL 的周期变小，频率变大，即占空比变小，而ie、iD 的峰峰值则变大。 3．在研究负载变化对电路工作状态的影响时，调节负载电位器RP1从小到大改变，uDS、uGS、uD、uL的周期变大，频率变小，即占空比变大，而ie、iD 的峰峰值则变小。
4．在研究主电路电感L的变化对电路工作状态的影响中，当11端连12端时，uDS、uGS的周期变小，频率变大，即占空比变小，uD、uL的周期变大，频率变小，即占空比变大，而ie、iD 的峰峰值则变大；当12端连13端时，uDS、uGS、uD、uL 、ie、iD 除峰峰值变化外，占空比基本不变。
5. 进行输入滤波器的作用观测时，由于测电压时比测电流的现象更明显，所以图形以测电压时的为基准。
1、按时序画出Buck电路在临界、连续、断续导通三种状态下，uDS、uGS、uD、uL 、ie、iL、
iD各点波形。
2、已知输入电压Ud为60V，输出电压UO为30V，并根据实验所测△I、占空比K、电路工作频率f,求主电路电感L和C？ 3、输入滤波器的作用是什么？
在输入回路中加入滤波电路，可以改善电源输入电流波形，减少对电源的干扰。但在输出回路中加滤波电路时效果不如前者，原因是在工作电路中已存在电容C2，故对改善输出电流效果不大。
4、简述Buck电路的特点。
Boost电路：升压斩波器，其输出平均电压Uo大于输入电压Ui，输出电压与输入电压极性相同
4-2 Buck-Boost 开关电路实验
一、实验目的
1、掌握(Buck—Boost)升降压开关变换电路的工作原理及特点； 2、掌握(Buck—Boost）升降压变换开关电路的调试方法。 二.实验线路及原理
实验线路如图3-18所示：
图3-18实验线路图
三、实验内容
1、主电路电感电流处于连续导通状态时，电路相关各工作点波形的研究观测； 2、主电路电感电流处于断续导通状态时，电路相关各工作点波形的研究观测； 3、主电路电感电流处于临界连续导通状态时，电路相关各工作点波形的研究观测； 4、研究频率变化对电路工作的影响； 5、研究负载改变对电路工作的影响；
6、研究主电路电感L改变对电路工作的影响； 7、占空比k与输出电压U0之间的函数关系测试； 8、研究输入滤波器的作用。
四、实验设备与仪器
1、DDS01电源控制屏；
2、DDS31 Buck、Buck-Boost单元实验掛箱； 3、DT14“直流电压、电流表”实验挂箱； 4、示波器等。 五、实验方法
1、主电路电感电流处于连续导通状态时，电路相关各工作点波形的研究观测
打开DDS31实验掛箱右下角的电源开关，断开Buck－Boost电路单元电源开关S3，按表10接线：
表10
21 17 20 22 25 31 35 28 19 27 24 26 32 36
接线完毕，仔细核对无误，注意千万不要将线错接在Buck单元上。 接通电源将S3开关拨向“通”。将频率开关S2拨向“通”，将RP3负载电位器调在中间适当位置，转动RP2调节占空比，用示波器接到“29”和“30”两个端口即RS4两端，观察电感电流iL使之处于连续导通状态，用示波器观察测量uDS（26、28端）、uGS（27、28端）、uD（33、35端）、uL（30、31端） 、ie（28、29端）、iL（29、30端并标注数值）、iD（29、33端），记录它们的波形，注意它们之间的相位关系。
uDS：uGS:uD:
uL: ie:
iL: iD:
2、主电路电感电流处于断续导通状态时，电路相关各工作点波形的研究观测
保持原接线，将示波器接到“29”和“30”两个端口即RS4两端，转动RP2调节占空比，观察电感电流iL使之处于断续导通状态，用示波器观察测量uDS、uGS、uD、uL 、ie、iL（标
注数值）、iD，记录它们的波形，注意它们之间的相位关系。
uDS：uGS：uD：
uL： ie：
iL： iD：
3、主电路电感电流处于临界连续导通状态时，电路相关各工作点波形的研究观测
保持原接线，转动RP2调节占空比，观察电感电流iL使之处于临界连续导通状态，用示波器观察测量uDS、uGS、uD、uL 、ie、iL（标注数值）、iD，记录它们的波形，注意它们之间的相位关系。
uDS：uGS：uD：
uL： ie：
iL： iD：
4、研究频率变化对电路工作的影响
保持原接线，调节“PWM与驱动电路单元”RP2电位器，使电感电流iL波形处于临界连续导通状态，用示波器测量此时的输出波形的频率；再将频率开关S2拨向“断”，观察频率变化对电感电流iL的影响，并记录电感电流iL的变化。并推测uDS、uGS、uD、uL 、ie、iD和负载电压的变化。
S2开： S2断： 5、研究负载改变对电路工作的影响
保持原接线，再将频率开关S2拨向“通”，转动RP2调节占空比K，用示波器观察电感电流iL，使之处于临界连续导通状态，转动RP3，调节负载电阻从小到大，观测负载电压的变化，观察电感电流iL的波形，记录它的变化趋势。同时，推测uDS、uGS、uD、uL 、ie、iD的变化。（所记图形为负载电阻从小到大变化是的情况，左小右大）
iL：
6、研究主电路电感L改变对电路工作的影响
保持原接线，转动RP2，调节占空比K，用示波器观察电感电流iL，使之处于临界连续导通状态，再将“34”和“30”连接，即L2和L3并联，记录电感电流iL的波形。同时，推测uDS、uGS、uD、uL 、ie、iD和负载电压的变化。
然后断开“31”和“32”、“30”和“34”的连接，将“31”和“34”连接，即将L2和L3串联，记录电感电流iL的波形。同时，推测uDS、uGS、uD、uL 、ie、iD和负载电压的变化。
34接30： 31接34：
7、占空比K与输出电压U0之间的函数关系测试 用电压表分别测量输入电压Ud（“22”、“23”两端），和输出电压U0（“36”、“37”两端），调节RP2使占空比K从小到大，记录5～6组数据，并填入表11：
表11 K Ud (V) UO (V) 0.23 38.5 11.82 0.52 37.1 40.19 0.63 35.7 60 0.65 35.2 64.47 0.66 34.8 68.84 0.68 34.3 72.61 根据实验所测数据，绘制UO～K的曲线，并给出它们的函数表达式。 8、研究输入滤波器的作用
将示波器接到“23”、“32”两端，（或用示波器接到“22”、“23”两端）观察is记录波形，然后断开“22”和“24”、“25”和“26”的连接线，连接“22”和“26”，将输入滤波器断开，记录波形，比较它们之间的区别。（图以测22，23段电压为准）
起始： 22接26后：
六、实验分析总结
1.实验过程中要调节Buck-Boost电路的工作状态，其调节方式于调节Buck电路的工作状态方式相同。
2. 在研究频率变化对电路工作状态的影响时，改变频率的大小，uDS、uGS、uD、uL 的周期变小，频率变大，即占空比变小，而ie、iD 的峰峰值则变大。 3．在研究负载变化对电路工作状态的影响时，调节负载电位器RP1从小到大改变，uDS、uGS、uD、uL的周期变大，频率变小，即占空比变大，而ie、iD 的峰峰值则变小。
4．在研究主电路电感L的变化对电路工作状态的影响中，当34端连30端时，uDS、uGS的周期变小，频率变大，即占空比变小，uD、uL的周期变大，频率变小，即占空比变大，而ie、iD 的峰峰值则变大；当31端连34端时，uDS、uGS、uD、uL 、ie、iD 除峰峰值变化外，占空比基本不变。
5. 进行输入滤波器的作用观测时，由于测电压时比测电流的现象更明显，所以图形以测电压时的为基准。
1.试对Buck-Boost变换器的优缺点作一评述。 降压/升压变换器主要有以下特点：
（1） 降压/升压变换器工作在不连续模式，其输入电流和输出电流都经过斩波，是
不连续的。
（2） 它只有一路输出，且输出与输入不隔离。其中的升压式输出不能低于输入电压，
即使关断功率开关管，输出电压也仅等于输入电压（忽略整流二极管压降）。 （3） 降压/升压变换器的输出电压表达式为：
U0=-UI[D/(1-D)]
（4） 输出电压的极性总是与输入电压的极性相反，但电压幅度可以较大，也可以较
小。
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